随着计算机和人工智能的迅速发展,机器人技术也得到了快速的发展,越来越多的学者开始研究机器人,并逐步将其运用于人们的生产生活当中。人们的需求并没有得到满足,搬运、跟随型交互机器人相继出现。而侧向并肩跟随机器人由于其能够被目标人的视野所观察,在跟随过程中更容易被看管,能够给人一种安全、舒适的感受。为了使轮式移动机器人具备这种侧向跟随能力,本文提出一种侧向跟随、并肩行走的运动规划方案,以实现更为友好的跟随服务能力。主要研究内容如下:1.使用激光雷达建立环境地图,使机器人在进行运动规划之前对环境有一定的认知。已有的采用配准思想建立环境地图的算法大都存在离群点干扰的问题,为了解决该问题,在配准之前进行了数据预处理。首先建立角度、距离坐标系,将激光雷达每两帧数据分别向角度轴、距离轴投影;其次分别沿两个轴的方向循环平移一帧数据并计算投影点的最大重合度,以此剔除离群点并确定出两帧数据点的明确对应关系;最后运用ICP算法进行精配准,提高了配准精度;2.利用环境地图规划机器人行走路径。首先进行全局路径规划,对静态环境地图中障碍物密集分布的区域进行整体化融合、填补处理,以整体替代密集分散的障碍物,规避了“U型”、“V型”等障碍物形成的陷阱问题;其次对于机器人前进过程中遇到的移动物体,利用位置速度法,分析与其发生碰撞的可能性并进行局部路径规划;最后避开移动物体,以当前点为新的起始点,重新规划通往目标点的路径;3.运用隐马尔科夫模型预测跟随目标的行走方向。首先控制机器人采集侧向跟随时的方向和距离数据,将跟随目标的行走方向作为隐藏状态,将跟随者与被跟随者之间的相对距离作为观测状态,以此训练隐马尔科夫模型参数;其次应用viterbi算法并结合模型参数计算出跟随目标的行走方向;最后依据方向信息计算机器人的线速度和角速度,达到侧向跟随的目的。实验验证了所研究内容的可行性和有效性。